石墨炉原子吸收分光光度法测定食品中的铅

石墨炉原子吸收分光光度法测定食品中的铅

张亚男 ,张顺顺,李升平

青岛谱尼测试有限公司 山东青岛 266000

摘要：近年发展起来的石墨炉、火焰原子吸收法、比色法和ICP-MS法测定食品中的铅。石墨炉原子吸收和ICP-MS方法非常敏感，特别适用于食品中铅的测量。但是，ICP-MS方法对基体有干扰，而且成本高昂。为了提高石墨炉原子的重现性，本文研究了该方法的测量和影响，以减少其他方法过程对铅测量的影响，并确定了最佳基本条件。

关键词：石墨炉原子吸收分光光度法；测定；食品；铅

Determination of lead in food products by atomic absorption spectrophotometry of graphite furnace

Zhang Yanan, Zhang Shunshun, Li Shengping
Qingdao spectrum Nepal Testing Co., Ltd. Shandong Qingdao 266000
Abstract: Recent development of graphite furnace, flame atomic absorption method, colorimetric method and ICP-MS method to determine the lead in food. Graphite furnace atomic absorption and ICP-MS methods are very sensitive and especially suitable for lead measurement in food. However, the ICP-MS method interferes with the matrix and is costly. To improve the reproducibility of graphite furnace atoms, we study the measurements and effects of this method to reduce the effect of other method processes on lead measurements and to determine the optimal basic conditions.
Key words: graphite furnace atomic absorption spectrophotometric method; determination; food; lead

食品中铅的测定常用于原子吸收方法。由于干扰程度低、准确、易于使用和敏感，该法得到广泛应用。我们验证了关于精密度、准确性和灵敏度的标准方法。

一、石墨炉原子吸收分光光度法慨况

测定原子吸收分光光度法的对象是原子状态下金属元素和非金属元素的一部分，被测元素的样品发出的特征谱线被吸收到蒸汽中被测元素中，确定被测元素的含量。一般来说，原子吸收遵循分光光度法的吸收规律，通常通过比较控制溶液和样品溶液的吸收来确定样品中要测量的元素的含量[1]。

1.功能。原子吸收光方法具有以下特点:高灵敏度:大部分元素的一般分析以ppm级特殊方式达到多ppm级浓度；良好精度:RSD精度一般为1-3%，采用特殊方法时精度可能低于1%。普遍性:周期表中有70多种不同的扰动测量方法：少干扰：是一个锐线光谱，重叠率低，扰动率低;样品利用率低:在使用无火焰的石墨炉时，每项测量只需5-20 gμl检验液或0.05-10mg固体样品；快速简便的自动化:液体模式经常可以直接模式；一般模式不必在分离前进行；新产品模式的进样和测量完全自动化。应用原子吸收分光光度法的最大限制是，该方法只能用于无机元素的含量，不能直接用于有机化合物和结构分析。此外，对于使用常规原子光度测定方法测量的每个元素，必须更换一个空心的阴极光源。不能同时运行多个分析。

2.原子化器。四种主要类型:火焰、石墨炉、氢化物发生及冷蒸气发生原子化器。(1)火焰原子:由雾化器和燃烧的头部等主要元素组成。该功能是气溶胶后，然后与气体混合，干燥、蒸发和分离解。燃烧火焰来源于各种气体混合物，通常用于乙炔空气的火焰。通过更改气体和助剂的类型和比例，可以控制火焰温度，从而提高火焰并测量灵敏度。(2)石墨炉:由电热石墨炉和电源等部件组成。它作为干燥和灰化供试品溶液，通过高温蒸发将测试元素转化为基态原子。石墨一般用作发热体免受氧气污染的热体，并将蒸汽样品输送到炉内。(3)氢化物发生:由氢发生器和原子吸收池组成，用于测量砷、锗、铅、镉、硒、锡、锑等。该功能是将测量的元素重置为低沸点，氢化物易受热分解，并将载气导入石英管、加热器等组成的吸收池中。其中，加热分解氢化物基态原子形成。（4）冷蒸气发生:它是专门为测量汞而设计的。它用于减少汞蒸气测试溶液中的汞，然后载气导入到吸收池进行测量。

3.单色器。其功能是将所需电磁辐射与光源发射的电磁辐射隔离开来。该装置的光束应确保高光谱分辨率和波长在190.0至900.0之间的相对窄光谱(0.2nm)的功能。

4.测试系统:由仪器、信号处理器和记录器组成，提供了更高的灵敏度和可靠性，并提供了快速跟踪吸收信号变化的能力[2]。

5.背景校正:背景干扰是一种常见的原子吸收测定现象。背景吸收通常来自样品中的组件，以及由热发射、光吸收和光散射的次生分子产生的原子。设计设备时必须消除这些干扰。背景校正有四种一般类型:连续光源、塞曼、自吸、非吸收线等等。分析必须注意在背景中测量的干扰原因。设备特定操作条件(波长、狭缝、原子化)的变化可能会影响灵敏度、稳定性和干涉条件。确定火焰的原子吸收时，可以通过选择相应的测定谱线和狭缝、更改火焰温度、添加络合剂或释放剂并使用标准加入法来消除干扰。在石墨炉吸收测定，可以通过选择合适的质量校正系统并添加相应的基础改进来消除干扰。必须根据每个类别的规格选择方法。

6.测定方法。曲线的标准方法是至少编制基本溶液的3份，其中包含拟在仪器的拟议浓度范围内进行试验的元素，浓度依次增加，每一类别的每项试验分析增加相应剂量，并准备空白比较溶液和适当剂量，以便应要求启动仪器。然后根据溶液及其浓度对溶液进行光度吸收测量，并记录测量结果。绘制标准曲线时，每个纵横座标值和相应浓度有3次吸光度读数。根据各种规格准备备供试品溶液，在标准曲线浓度范围内测量试验项目的估计浓度，进行光度吸收测量，确定平均值三次，确定相应的标准曲线浓度，并计算项目数量[3]。标准添加方法，使用同体积的4份供试品溶液，放置在4个同一体积的量瓶中，量瓶(1)除外，其他量瓶小心地给出不同浓度的对比溶液进行待测，用离子水稀释，形成一系列溶液，上升幅度为零。按照上述标准曲线法测量“按规范启动装置后”的光度吸收和记录测量值；交点和原点之间的距离等于供试品溶液中要测量的含量。接下来，计算要在测试产品中测试的元素的含量。仅当第一法标准曲线为线性且穿过原点时，在控制杂质值时，应提取检验制剂，并按照各类别的规定制作检验工具的溶液；取相当数量的测试产品，添加有限数量的测试元素溶[4]。按照上述标准曲线方法，读数在a对照品溶液，读数为b供试品溶液，b值必须小于(a-b)。

二、材料与方法

1.仪器和剂量:仪器:Z-5000光子吸收光谱；铅空心阴极灯；:铅的标准1.000 mg/ml溶液，国家钢试验；铅标准炉(100μg/L)用液:0.5mol/l稀释含铅标准铅溶液；含铅标准储量的稀释为100μg/L。硝酸(GR)；高氯酸(GR)；过氧化氢(GR)；混合酸:4份硝酸和氯酸的混合物；磷酸铵(20 g/L):2g磷溶液，稀释水达100 ml。

2.测量方法:设备操作条件:波长283.3 nm，7.5ma灯电流，1.3nm狭缝，峰值测量。升温程序:干燥、灰化、原子化、清除、干燥温度分别是450、2200、2400、70~120℃，时间分别是40、30、5、3 s，200 ml/min氩气流量，停气原子化阶段。样品体积为20μl，(20 g/l)磷酸铵为10μl。进样采用自动化，样品液先进，改进剂后进基体。样品消化:干灰:样品取出5-10克瓷坩埚中，在炉上小火炭化后后，

放入500℃马弗炉4～6 h灰化，冷却。加入1 ml酸和少量氧化氢，用于炉内消化，直至灰白色。取下冷却，将0.5mol/L硝酸溶解灰分到25ml容量的瓶子中，用0.5mol/L坩埚清洗多次，将清洗液融合到吸管中，并进行均匀比例混合护。从三角瓶中提取1~2g样品，加入10 ml混合酸，置于室温下24小时。加热到电热板上，含有足够数量的混合酸，直至冒白烟，溶液无明显颜色，冷却，添加少量蒸馏水，持续加热到冒烟为止，从而多次赶酸。取下、冷却、将消化液分流到25毫升瓶中、多次清洁三角瓶、将洗涤剂合并到比色管中，并确定容量、混合和预留。准备标准系列:铅是从一系列标准中提取的，用于铅的浓度为0.00、5.00、10.0、20.0、40、60.0、80.0μg/l。根据工作条件设计，采用标准方法和吸光曲线绘制。

三、结果

1.预处理样品对铅结果的影响:大米、面粉、红、绿和黄豆类样品的回收率超过90%。有些样品是用铅损失比较高的干灰处理的，例如口液和蔬菜，在十几小时500℃灰化灰分是黑色，一些样品，如苹果、梨、辣椒、土豆、茄子、动物、肉等湿消化法，湿消化法适用于测量所有样品类型中的铅，但取样不应太大，否则酸会很强，影响石墨管的使用寿命[5]。

2.选择灰化温度:在机体改进剂未加入的情况下，灰化温度升高时吸光值下降；添加机体改进剂10μl时，灰化温度在40~600℃之间的平台。选择450℃的灰化温度。

3.选择原子化温度:当温度为2100℃时，铅吸收值最大化，当温度升高时吸光值几乎保持不变，温度为2200℃。

4.标准曲线的线性范围:实测标准铅笔曲线的范围为5.0~80g/L，相关系数r=0.9998，Y=0.0003X+0.00216回归方程。

5.检出限方法:在与样品相同的试验条件下，11次测量标准2μg/L铅标准液，计算x±s，检出限值等于铅量，标准偏差为3倍，该方法检出限为0.22μg/L。干处理干灰化法，在5g样品量的情况下，方法剂量限值为0.0011mg/kg；采用湿消化法处理样品，试验限值为0.0055mg/kg(1g)。

6.方法精度:对三种铅浓度中的每一种进行了7次测量，相对标准偏差值为0.60-1.84%(表1)。

7.方法正确性:该方法测量杨树叶(GBW07604)，标准、测定值分别为(1.5±0.2)、(1.55±0.066)μg/g，3.33%误差。在不同浓度下，例如蔬菜铅标准溶液，回收率在90.6至104%之间(表1)。

表1回收率实验结果(mg/kg)

铅金属是通过吸入吸道和消化道而摄取的，这可能导致病症。铅会影响肾、肝、神经系统和血液功能，因为它们不能从身体中排泄。这样会增加血压，扰乱肾脏功能和生殖能力，直到大脑衰竭，准确测量食物中的铅含量尤为重要[6]。采用火焰原子法测量食品中的铅，低剂量时难以准确测量。为此，用石墨炉原子吸收分光光度法食品中的铅测定，产生了良好的效果。

参考文献：

[1]李瑞.石墨炉原子吸收分光光度法测定食品中的铅和砷[M].理化部分.北京:中国标准出版社,2020.:45-47.

[2]秦信.原子吸收光谱分析中的干扰及消除方法[M].第1版.北京:北京大学出版社,2020.,10.

[3]郝涛.石墨炉原子吸收分光光度法直接测定尿中铅[J].中国卫生检验杂志,2020.,11(2):168.

[4]吴瑞.石墨炉原子吸收分光光度法测定食品中的铅和镉[M].2020.

[5]丁述.石墨炉原子吸收分光光度法测定食品中铅的研究[M].2020.

[6]昊意.食品中铅的石墨炉原子吸收分光光度法测定[J].2020.